降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶第5章細胞的能量供應(yīng)和應(yīng)用生物學(xué)（新人教版）分子與細胞溫故知新細胞以什么方式釋放能量？細胞中每時每刻都進行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝活化能分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能化學(xué)反應(yīng)體系中進行反應(yīng)的條件？關(guān)于活化能加熱、Fe3+、酶的作用機理加熱Fe3+酶提高分子的能量降低化學(xué)反應(yīng)的活化能更顯著地降低化學(xué)反應(yīng)的活化能化學(xué)反應(yīng)的進行酶的發(fā)現(xiàn)為什么要將肉塊放在金屬籠內(nèi)？酶的發(fā)現(xiàn)1783年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計了一個巧妙的實驗：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去。過一段時間他把小籠子取出來發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。是什么物質(zhì)讓肉塊消失了？怎樣才能證明你的推測？酶在新陳代謝中的作用細胞代謝是細胞生命活動的基礎(chǔ)，但代謝也會產(chǎn)生對細胞有害的物質(zhì)，如過氧化氫，體內(nèi)過氧化氫過多會導(dǎo)致皮膚發(fā)黃，毛發(fā)（包括頭發(fā)）變白，會加速人體衰老。資料一2H2O22H2O+O2↑催化劑在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做催化劑。酶在新陳代謝中的作用01/實驗?zāi)康耐ㄟ^比較過氧化氫在不同條件下分解的快慢，了解過氧化氫酶的作用。02/實驗原理2H2O22H2O

+O2反應(yīng)條件比較過氧化氫在不同條件下的分解加熱是化學(xué)反應(yīng)常見的條件Fe3+是無機催化劑新鮮肝臟中含有過氧化氫酶不同條件判斷H2O2的分解快慢依據(jù)②點燃的衛(wèi)生香的復(fù)燃情況①氣泡冒出情況O2的產(chǎn)生量酶在新陳代謝中的作用03/實驗設(shè)計比較過氧化氫在不同條件下的分解取4支潔凈的試管，分別編上序號1、2、3、4，向各試管內(nèi)分別加入2ml過氧化氫溶液。空白對照組實驗組常溫90℃水浴加熱2滴FeCl32滴肝臟研磨液1234酶在新陳代謝中的作用步驟試管編號變量1對照組2對照組3實驗組4實驗組一H2O2濃度3%H2O2劑量2ml二反應(yīng)條件常溫90℃2滴FeCl32滴肝臟研磨液三氣泡產(chǎn)生帶火星的衛(wèi)生香變亮復(fù)燃實驗結(jié)論過氧化氫在不同條件下的分解速率不一樣過氧化氫在過氧化氫酶的作用下分解速率最快幾乎無大量少量較多自變量因變量無關(guān)變量（相同且適宜）酶在新陳代謝中的作用試管編號1234底物2ml體積分?jǐn)?shù)3%的過氧化氫溶液處理室溫90℃Fecl3肝臟研磨液檢測觀察氣泡數(shù)，點燃的衛(wèi)生香的燃燒程度實驗現(xiàn)象(1)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，為什么要選用新鮮的肝臟？為什么將肝臟剪碎、研磨成溶液，而不是直接加入整塊的肝臟？肝臟如果不新鮮，肝細胞內(nèi)的過氧化氫酶等有機物就會在腐生菌的作用下分解，失去作用；將肝臟剪碎并研磨可使肝細胞中過氧化氫酶充分釋放，從而增大與過氧化氫的接觸機會，以加速過氧化氫分解。(2)2號、3號、4號試管相比，哪支試管最終產(chǎn)生的氧氣最多？一樣多，幾支試管的H2O2溶液的體積和濃度都相同酶在新陳代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解時間0234m1酶只縮短反應(yīng)的時間，不改變生成物的量。酶的特性——高效性酶的高效性酶在新陳代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的作用原理降低活化能，與無機催化劑相比，酶的作用更顯著。酶的催化效率一般是無機催化劑的107～1013倍！意義酶的催化作用，使細胞代謝在溫和條件下快速有序地進行。酶具有高效性酶在新陳代謝中的作用比較過氧化氫在不同條件下的分解酶的作用機理1無催化劑2無機催化劑3酶acbcab無催化劑條件下，反應(yīng)所需要的活化能酶催化時，反應(yīng)的活化能酶降低的活化能酶的本質(zhì)酶的本質(zhì)釀酒中的發(fā)酵是由酵母菌細胞的存在所致，沒有活細胞的參與，糖類是不可能變成酒精的。““老德，你說什么玩意兒？！引起發(fā)酵的是酵母菌中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母菌細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用?！啊啊痉ā堪退沟隆镜隆坷畋认S酶的本質(zhì)【德】畢希納將酵母菌細胞中引發(fā)發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。把酵母菌細胞放在石英砂中用力研磨并加水?dāng)嚢杓訅哼^濾，得不含酵母菌細胞提取液，并加葡萄糖一段時間后，冒氣泡，糖液變成了酒123酵母菌細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母菌細胞破碎后繼續(xù)起作用，就像在活酵母菌細胞中一樣?！啊懊傅谋举|(zhì)【美】薩姆納科學(xué)家們又相繼獲得胃蛋白酶、胰蛋白酶等許多酶的結(jié)晶，并證明這些酶都是蛋白質(zhì)。脲酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)!【美】奧爾特曼【美】切赫少數(shù)RNA也具有生物催化功能20世紀(jì)80年代酶的本質(zhì)發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)巴斯德李比希畢希納

薩姆納其她科學(xué)家切赫和奧爾特曼少數(shù)酶是RNA死細胞中的物質(zhì)和活細胞都能引起發(fā)酵發(fā)酵與死細胞中的物質(zhì)有關(guān)發(fā)酵與活細胞有關(guān)脲酶是蛋白質(zhì)胃蛋白酶等許多酶也是蛋白質(zhì)酶的本質(zhì)“酶”活細胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機物。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。①一般說來，活細胞都能產(chǎn)生酶。②酶只起催化作用，無調(diào)節(jié)功能。③酶可在細胞內(nèi)、細胞外、體外發(fā)揮作用。定義本質(zhì)注意酶的來源酶的功能酶的化學(xué)本質(zhì)酶的本質(zhì)加酶洗衣粉多酶片加酶牙膏酶的特性——高效性酶具有高效性有什么意義呢？無機催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)的范圍比較廣，比如酸既能催化蛋白質(zhì)的水解，也能催化脂肪水解，還能催化淀粉的水解。酶也可以嗎？1.保證了細胞代謝快速有效地進行2.保證了細胞內(nèi)能量供應(yīng)的穩(wěn)定酶的特性——專一性實驗材料淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液、蔗糖溶液、淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林試劑、碘液、水浴鍋等。1底物A+酶溶液等量底物B+等量相同酶溶液方案一：酶相同，底物不同底物+酶溶液1等量相同底物+等量酶溶液2212方案二：底物相同，酶不同如果讓你設(shè)計實驗來驗證酶具有專一性，你的思路是什么呢？小組討論。酶的特性——專一性02/實驗設(shè)計淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用試管編號淀粉溶液蔗糖溶液淀粉酶122mL2mL2mL2mL產(chǎn)物鑒定60℃斐林試劑反應(yīng)條件2mL2mL沸水浴該實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量分別是什么？平均分組施加變量能不能將實驗中的斐林試劑換成碘液作為實驗材料？不能淀粉完全分解+碘液→無現(xiàn)象蔗糖分解/不分解+碘液→無現(xiàn)象12酶的特性——高效性03/實驗現(xiàn)象與結(jié)論淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用淀粉溶液蔗糖溶液對比現(xiàn)象1號試管出現(xiàn)磚紅色沉淀2號試管無明顯變化對比得出實驗結(jié)論12磚紅色沉淀無明顯變化淀粉酶只能催化淀粉的水解，而不能催化蔗糖的水解，從而說明酶具有專一性。酶的特性——專一性

酶具有專一性每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。脲酶——只能催化尿素分解二肽酶——可以催化所有的二肽分解酶具有專一性的意義保證了細胞代謝能夠有條不紊地進行。①反應(yīng)前后酶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不變②同一生物不同細胞內(nèi)酶的種類和數(shù)量不相同酶酶酶鎖鑰學(xué)說

底物（反應(yīng)物）

產(chǎn)物（生成物）酶的特性——酶的作用條件溫和【背景資料1】

立白污漬爆炸鹽（獨有三重復(fù)合酶配方）立白教你洗衣小絕招：①洗前浸泡三十分鐘，效果更佳②若衣服太臟，可適當(dāng)增加用量③用溫水浸泡效果更好，但水溫不要超過60℃【背景資料2】

我們知道口腔溫度和體溫差不多，而當(dāng)我們口腔中的唾液淀粉酶進入胃中以后，卻發(fā)現(xiàn)，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。胃液中的蛋白酶隨食糜進入小腸后還有催化功能嗎？（提示：唾液pH6.2－7.4,胃液pH0.9－1.5小腸液pH7.6）從上面的現(xiàn)象你可以得出什么結(jié)論？酶的催化能力可能受溫度和pH的影響酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗01/實驗材料及試劑熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟（如豬肝、雞肝）研磨液（過氧化氫酶）2緩沖液（能在加入少量酸或堿時抵抗pH改變的溶液）345物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的鹽酸6物質(zhì)的量濃度為0.01mol/L的NaOH溶液78選什么作為實驗材料呢？酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗01/實驗材料及試劑

H2O2不穩(wěn)定，受熱易分解。斐林試劑檢測需要水浴加熱，溫度是干擾條件。實驗材料檢測試劑不選用H2O2作為反應(yīng)底物的原因？不選用斐林試劑進行鑒定的原因?淀粉、淀粉酶碘液酶的特性——酶的作用條件溫和組別第一組第二組第三組試管1號2號3號4號5號6號實驗步驟一量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液量取2mL淀粉溶液2mL淀粉酶溶液二冰水中水浴3分鐘37℃中水浴3分鐘沸水中水浴3分鐘三1與2試管混合搖勻，充分反應(yīng)3與4試管混合搖勻，充分反應(yīng)5與6試管混合搖勻，充分反應(yīng)四取試管，滴4滴碘，觀察取試管，滴4滴碘，觀察取試管，滴4滴碘，觀察預(yù)期現(xiàn)象藍色不變藍色實驗結(jié)論溫度會影響酶的活性酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗高溫會使酶永久失活，不可恢復(fù)；低溫使酶活性降低，酶制劑常在低溫下保存聯(lián)系酶的本質(zhì)，大多數(shù)為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)高溫會變性A-BB點表示隨溫度升高，酶活性(催化效率)增強。表示酶活性(催化效率)達到最大，此時的溫度為催化的最適溫度。B-C表示隨溫度升高，酶活性(催化效率)減慢。曲線表示反應(yīng)的趨勢如何?抑制失活酶的特性——酶的作用條件溫和探究溫度對酶活性的影響實驗生物酶牙膏含有溶菌酶、淀粉酶、蛋白酶等多種酶，可以殺滅有害菌，清除淀粉等食物殘渣。不同生物的最適溫度不同動物：35-40℃之間植物：40-50℃之間細菌和真菌：差別較大有的酶最適溫度可達70℃30℃溫水刷酶的特性——酶的作用條件溫和探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗01/實驗材料及試劑1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶液2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的淀粉溶液3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液(H2O2酶)4體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液這次底物選淀粉還是過氧化氫呢？淀粉在酸性條件下會被水解實驗材料不選用淀粉作為反應(yīng)底物的原因？H2O2、H2O2酶先加入酶溶液，固定好酶的活性，再加底物先往試管加入酶溶液還是底物?酶的特性——酶的作用條件溫和過氧化氫溶液1號試管2號試管3號試管實驗步驟一試管各加入2mL過氧化氫溶液二pH＝2pH＝7pH=12三加入過氧化氫酶2滴，振蕩四2—3min后將點燃的衛(wèi)生香分別放入試管中實驗現(xiàn)象無明顯變化復(fù)燃無明顯變化結(jié)論只有在適合的pH下酶的催化效率最好酶的特性——酶的作用條件溫和一定pH范圍內(nèi)，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而加快。在最適pH時，酶促反應(yīng)速率最快。超過最適pH后，酶促反應(yīng)速率隨pH升高而減慢。探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗pH對酶活性的影響曲線解讀一般地，動物體內(nèi)的酶最適pH在6.5－8.0之間；植物體內(nèi)的酶最適pH在4.5－6.5之間；細菌和真菌體內(nèi)的酶最適pH差別較大。A-BB點B-C過酸、過堿對酶活性的影響一樣的嗎？過酸、過堿都會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活反應(yīng)速率pH最適pHABC失活失活酶的特性——酶的作用條件溫和探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗保證細胞代謝能夠在溫和條件下高效進行。酶活性受溫度影響示意圖酶活性受pH影響示意圖00最適pH最適溫度t/℃pH酶的活性高溫、強酸、強堿會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活。在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。低溫使酶活性受抑制，溫度恢復(fù)，酶活性可以恢復(fù)。酶的活性影響酶促反應(yīng)的因素酶酶酶底物（反應(yīng)物）產(chǎn)物（生成物）酶的濃度（條件適宜，底物充足）影響酶促反應(yīng)的因素酶酶酶底物（反應(yīng)物）產(chǎn)物（生成物）底物濃度（條件適宜，酶量有限）影響酶促反應(yīng)的因素影響酶促反應(yīng)的因素某種酶的催化反應(yīng)速率隨溫度和時間變化的趨勢如圖所示。據(jù)圖分析,下列有關(guān)敘述錯誤的是 ()A.該酶可耐受一定的高溫B.在t1時,該酶催化反應(yīng)速率隨溫度升高而增大C.